Geum.ru

Корнева М. В., Кулигин В. А., Кулигина Г. А

Вид материалаДокументы

Содержание


11. Вращательное движение (параметрическое преобразование)
R0 основные соотношения можно упростить. Действительно, в обеих системах отсчета имеем R
12 Вращательное движение (преобразование Лоренца)
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

11. Вращательное движение (параметрическое преобразование)


Теперь нам предстоит познакомиться с описанием явлений при равномерном вращении, опираясь на параметрическое преобразование Галилея. Волновое уравнение в цилиндрической системе координат имеет вид

(11.1)

Это уравнение инвариантно относительно параметрического преобразования вида

(11.2)

Опустив выкладки и рассуждения, аналогичные изложенным в параграфе 3, запишем уравнения преобразования

(11.3)

Это выражение эквивалентно (11.2), если радиус постоянен. Допустим, наблюдатель покоится в инерциальной системе, а вокруг него по круговой орбите вращается источник светового сигнала с постоянной угловой скоростью. Преобразование (11.2) позволяет переходить из системы отсчета, связанной с наблюдателем, в систему отсчета, связанную с источником светового сигнала.

т

Рис. 13

При вращении с постоянной угловой скоростью Ω и неизменным радиусом R0 основные соотношения можно упростить. Действительно, в обеих системах отсчета имеем

R = R0; Θ = Θ0 = 900 ; δ = Ω0R/c =V/c, где V – линейная скорость.

Здесь возникает положение такое, как при критическом угле наблюдения в случае равномерного прямолинейного движения. При этом:

  1. Эффект Доплера отсутствует, поскольку расстояние между наблюдателем N и источником S* не меняется.
  2. Величина угла аберрации равна и не зависит от времени.
  3. Ранее мы установили, что изменение направления фронта волны совпадает по величине с углом аберрации. Объект будет наблюдаться повернутым на угол аберрации.
  4. Угловая скорость вращения объекта (Ω0 = V/R0) одинакова как для видимого положения объекта S* (мнимое отображение) и для действительного положения S. Она отвечает отношениям классической механики Ньютона.

Аналогичные выводы можно сделать, если наблюдатель находится на оси вращения z на некотором расстоянии от центра 0 (рис. 14).



Рис. 14

Однако достаточно наблюдателю сместится от оси вращения, как он обнаружит эффект Доплера, и периодические изменения фронта волны. Он будет наблюдать, как светящийся объект совершает периодические маятникообразные колебания тела около её центра. Это явление носит название либрация. Таково описание явлений при вращательном движении, опирающееся на параметрическое преобразование Галилея.

Допустим, что тело движется прямолинейно с постоянной скоростью V, а затем начинает двигаться по окружности с той же скоростью. Действительная скорость неизменна по величине. Наблюдатель обнаружит, что наблюдаемая скорость и другие характеристики (эффект Доплера и т.д.) будут испытывать скачкообразное изменение в момент наблюдаемого перехода от прямолинейного движения к вращательному. Это связано с резким изменением кривизны траектории.

Таковы, на наш взгляд, процессы при вращательном движении. Никаких парадоксов Эренфеста или трудностей с объяснением работы ускорителей не возникает.

12 Вращательное движение (преобразование Лоренца)


Перейдем теперь к преобразованию Лоренца. Мы не будем анализировать ошибочный подход А. Эйнштейна. Мы уже говорили о желании релятивистов вслед за Эйнштейном «спрятать» реальный объект, подменить его мнимым отображением. Посмотрим, как можно объяснить парадокс Эренфеста, если считать, что пространство является общим для всех инерциальных систем, а время для них едино. Иными словами, мы повторим путь, пройденный в параграфе 5, но уже для вращательного движения.

Оказывается, что уравнение (9.1) имеет лоренцевский аналог преобразования [4]. Это преобразование сохраняет вид волнового уравнения. Здесь вместо скорости относительного движения инерциальных систем отсчета V входит угловая скорость относительного вращения систем отсчета Ω0. Как и ранее, радиус движения постоянен. Заменив RΩ0 на V можно проследить аналогию с модифицированным преобразованием для прямолинейного движения.

(12.1)

Если ввести следующие обозначения: s0 = Rφ0; s = Rφ; V = Ω0R, то преобразование примет традиционный вид преобразования Лоренца.

(12.2)

Отличие выражения (10.2) от модифицированного преобразования (6.4) в том, что величина s0 выражается через угол φ0 , который ограничен на плоскости (0 ÷ 2π).

Проводя далее аналогию с прямолинейным движением (параграф 6), заметим также, что в системе отсчета наблюдателя свет от источника к наблюдателю всегда идет под углом Θ = 900, а в базовой системе отсчета свет идет от источника к наблюдателю всегда под углом, равным Θ0 = 900. Используя это, можно записать некоторые важные для нас результаты.

  1. Эффект Доплера

    (12.3)
  2. Наблюдаемые линейная и угловая скорости источника Ω

    , (12.4)
  3. Угол аберрации

    (12.5)

Вернемся теперь к парадоксу Эренфеста.
  1. При новой интерпретации преобразования Лоренца никакого «сокращения» длины окружности траектории не существует. Это результат ошибок, допущенных Эйнштейном в мысленных экспериментах.
  2. Однако наблюдаемая линейная скорость движения источника света будет меньше, чем его действительная скорость. Соответственно, наблюдаемая угловая скорость тоже будет ниже действительной угловой скорости движения источника. Это ведет к тому, что угол аберрации (постоянный для параметрического преобразования) в рамках преобразования Лоренца будет постоянно возрастать во времени. Эту особенность и уловил Эренфест.

Сама по себе зависимость этого угла от времени не есть что-то неожиданное. При прямолинейном движении угол аберрации всегда меняется по мере движения, становясь максимальным при критическом угле наблюдения. Но в данном случае результат (12.5) противоречит здравому смыслу и логике.

Вновь вернемся к парадоксу Эренфеста. С позиции новой интерпретации преобразования Лоренца диск может вращаться с любой угловой скоростью без «травм». Постулат об отсутствии абсолютно жестких тел не нужен принципиально. Но то, что будет видеть неподвижный наблюдатель, созерцая вращающийся диск, достойно обсуждения.

Наблюдателю будет казаться, что по мере увеличения радиуса угловая скорость вращения слоя диска уменьшается. Наблюдатель будет видеть, что при движении внешние слои будут во времени постоянно отставать от внутренних. Если бы мы нарисовали вдоль радиуса прямую линию, то при наблюдении вращения нам бы казалось, что эта прямая линия начинает изгибаться, «закручиваясь» вокруг оси вращения из-за меньшей угловой скорости слоев с большим радиусом. Это противоречит физике явлений и здравому смыслу.

Приведем аналогию. Пусть имеется круговая дорожка, по которой бежит спортсмен. В центре окружности имеется источник света, освещающий спортсмена и дорожку. Спортсмен бежит по кругу и вместе с ним движется его радиальная тень. Из-за конечной скорости света тень будет отставать. Это отставание будет тем больше, чем выше скорость спортсмена. Результаты, приведенные выше, говорят о том, что скорость перемещения тени меньше скорости движения спортсмена по кругу. Тень будет отставать настолько, что, в конце концов, спортсмен догонит свою тень. Очевидна физическая несостоятельность предсказаний преобразования Лоренца.

С точки зрения преобразование Лоренца проигрывает параметрическому преобразованию Галилея. Хотя формально оба преобразования сохраняют форму уравнений Максвелла неизменной при переходе наблюдателя из одной инерциальной системы отсчета в другую, предпочтение должно быть отдано параметрическому преобразованию.

Таким образом, только параметрическое преобразование Галилея позволяет корректно и непротиворечиво дать описание световым явлениям. Преобразование Лоренца этого сделать не позволяет, даже если исправить ошибки А. Эйнштейна.

Заключение


На основании анализа можно сделать следующие выводы:
  1. Причина существования СТО несмотря на ее ошибочное содержание (лженаука) имеет глубокие философские корни. Современная философия естествознания в России, пропитанная позитивизмом, перестала играть роль советчика в решении концептуальных физических проблем, превратившись в лакея [16], [17]. Это беда не только Российской, но и мировой философии естествознания. Математический формализм теории это еще не теория, а ее «скелет», т.е. количественные связи. Формализм становится теорией только тогда, когда он снабжен «связками и мышцами», т.е. когда он имеет интерпретацию. Последняя зависит от того, какое миропонимание вкладывает ученый в объяснение явлений. Миропонимание это отражение мировоззрения ученого, его взгляда на мир и на его устройство, т.е. отражение его философских позиций. По этой причине один и тот же математический формализм может различными учеными истолковываться по-разному (нормальная теория, отвечающая здравому смыслу или же мистификация, интеллектуальный урод). Вопрос о том, какая интерпретация является научной, решает научная (материалистическая) философия [16].
  2. Теория относительности А. Эйнштейна оказалась ошибочной не из-за ошибок в математическом формализме. Поклонник Маха Эйнштейн так не понял, что преобразование Лоренца отображает объект в систему отсчета наблюдателя с искажениями, что помимо реального объекта с его действительными параметрами есть мнимое отображение с искаженными параметрами, воспринимаемое наблюдателем. Эти искажения (преобразование отрезков пространства и времени в преобразовании Лоренца) он посчитал действительными изменениями пространственно-временных отношений (как «слышым», так и «пишим»). Такая ошибка имеет гносеологический характер («подмена сущности явлением») [16].
  3. Другой серьезной ошибкой явилось неразумное «обобщение», т.е. распространение преобразования Лоренца на все физические явления (без исключения). Это привело к жестким (физически необоснованным) требованиям к математической форме физических законов (требование «лоренц-ковариантности» формы уравнений). Оно извратило интерпретацию многих физических явлений, породив концептуальную несовместимость классических и релятивистских представлений.
  4. Вряд ли стоит во всем обвинять А. Эйнштейна. Он имел право высказать свою точку зрения, и он ее высказал. Виновны те ученые, кто на веру (как догму) принял «постулаты», кто «не захотел» понять и увидеть внутренних противоречий в физике, обусловленных СТО, кто «с порога» отметал любую критику теории относительности [17].
  5. Проведенный в статье анализ показал, что параметрическое преобразование Галилея способно корректно описать релятивистские явления, а преобразование Лоренца при анализе вращательного движения непригодно для описания этих явлений.
  6. Это отразилось и на прикладных исследованиях, например, [18]
  7. Не менее крупной ошибкой, допущенной Эйнштейном, является «принцип эквивалентности» инертной и гравитационной масс. Инерция - это способность материального тела противостоять действию силы. Гравитация – взаимное притяжение материальных тел. Количественная эквивалентность влечет за собой концептуальную связь. Если меняется инерция системы тел (например, протон и электрон из независимого состояния переходят в связанное), то означает ли это, что изменение инерции отразится на гравитационных свойствах? Нет. Описание такого механизма в физике пока отсутствует. Экспериментальное «подтверждение» не может служить «решающим» аргументом. Точность измерений может оказаться недостаточной для подтверждения эквивалентности. Заметим, что инерция (E = mc2) опирается на положительную энергию, а гравитация связана с отрицательной энергией взаимодействия.

Итак, современную физику ожидают большие перемены.

Источники информации

1. Корнева М.В., Кулигин В.А., Кулигина Г.А. Проверим «Gedanken Experiments» Альберта Эйнштейна. ссылка скрыта

2. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Какая теория заменит теорию относительности? ссылка скрыта

3. Корнева М.В., Кулигин В.А.. Парадоксы теории относительности на одно лицо. www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8085.phpl

4. Корнева М.В. Ошибка Лоренца. n-t.ru/tp/ns/ol.php

5. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В К столетнему юбилею СТО. nofollow" href=" " onclick="return false">ссылка скрыта

6. Корнева М.В., Кулигин В.А., Кулигина Г.А. Электромагнитная природа инерции заряда. ссылка скрыта

7. Корнева М.В., Кулигин В.А., Кулигина Г.А. Анализ классической электродинамики и теории относительности. /ns/ak.php

8. Пановски В., Филипс М. Классическая электродинамика. – М.:, “ГИФФМЛ”, 1963.

9. Уоллес Б. Дж. Радарные измерения относительной скорости света в космосе. narod.ru/index.phpl/

10. Уоллес Б. Дж. “Проблема пространства и времени в современной физике” / Проблема пространства и времени в современном естествознании. Ленинградское отделение АН РСФСР. С.-П. 1991

11. Деревенских О.Х. Фиговые листики теории относительности. rod.ru/rel-opus.php

12. Мамаев А.В. Высшая физика. (Эксперимент на электронном синхротроне АРУС). hysics.narod.ru/b_r/r10.php

13. Викпедия. ссылка скрыта

14. Реквием по теории? ссылка скрыта

15. Кулигин В.А. Практика – критерий истины (саркастическое эссе). propaganda-journal.net/1712.phpl

16. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Физика и философия физики. /ns/fff

17. Кулигин В.А. Одноглазый циклоп в физике. ссылка скрыта

18. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Проблемы вакуумной СВЧ электроники. ylivepage.ru/file/110/335